Ricerche

Quando degli scienziati hanno trapiantato microbi intestinali di topi anziani in giovani topi 'senza germi' (allevati per non avere microbi intestinali propri), i topi destinatari hanno subito un aumento dell'infiammazione simile ai processi infiammatori associati all'invecchiamento nell'uomo. I giovani topi senza germi trapiantati con microbi di altri giovani topi non hanno avuto tale aumento.

I risultati suggeriscono che le modifiche al microbioma intestinale hanno un ruolo nell'infiammazione a livello di sistema che spesso si verifica con l'invecchiamento, hanno affermato i ricercatori. Lo studio, pubblicato su Aging Cell, ha anche scoperto che gli antibiotici hanno causato devastazioni più durature nei microbiomi intestinali dei topi anziani rispetto a quelli giovani.

"C'è un consenso crescente sul fatto che l'invecchiamento è associato a un progressivo aumento dell'infiammazione cronica di grado basso", ha affermato Jacob Allen, professore di kinesiologia e salute di comunità all'Università dell'Illinois di Urbana-Champaign, che ha guidato la nuova ricerca con Thomas Buford, professore di medicina dell'Università dell'Alabama di Birmingham. "E c'è una sorta di dibattito su ciò che guida questo, qual è la causa principale dello stato infiammatorio indotto dall'invecchiamento. Volevamo capire se la capacità funzionale del microbioma può cambiare in un modo da contribuire a un parte dell'infiammazione che vediamo con l'invecchiamento".

Studi precedenti sulla composizione microbica dell'intestino avevano trovato associazioni tra cambiamenti legati all'età e malattie infiammatorie croniche come il Parkinson e l'Alzheimer. Alcuni studi hanno collegato il metabolismo microbico alla suscettibilità di un individuo ad altre condizioni di salute, come obesità, sindrome dell'intestino irritabile e malattie cardiache.

"I cambiamenti legati all'età nel microbioma intestinale possono contribuire anche al cosiddetto problema «intestino che perde»", hanno affermato i ricercatori. "I modelli di microbioma nei topi anziani sono fortemente associati a segni di rottura della barriera indotta da batteri e a infiltrazione immunitaria".

"Le cose che sono nell'intestino dovrebbero essere tenute separate dal resto del nostro sistema", ha detto Buford. “Se fuoriescono, il nostro sistema immunitario li riconoscerà.E quindi la domanda era: «È una fonte di infiammazione?»".

Molti studi hanno confrontato l'abbondanza relativa e la diversità delle specie di microbi nell'intestino, offrendo informazioni su alcuni dei principali gruppi che contribuiscono alla salute o alle malattie. Ma sequenziare anche una parte dei microbi nell'intestino è costoso e i risultati possono essere difficili da interpretare, ha detto Allen. Ecco perché lui e i suoi colleghi si sono concentrati sulla funzione microbica, in particolare, su come i microbiomi intestinali dei topi che invecchiano potrebbero suscitare una risposta immunitaria.

Il team si è concentrato sui 'recettori Toll-simili' (TLR, Toll-like receptors), molecole che mediano i processi infiammatori in tutto il corpo. I TLR risiedono nelle membrane cellulari e campionano l'ambiente extracellulare per segni di danno ai tessuti o infezione. Se un TLR incontra una molecola associata a un potenziale patogeno, ad esempio una componente lipopolisaccaridica di un batterio gram-negativo, attiva una risposta immunitaria innata, chiamando agenti pro-infiammatori e altre molecole a combattere l'infezione.

I ricercatori hanno valutato per la prima volta se il contenuto del colon dei topi giovani e anziani aveva probabilità di promuovere la segnalazione di TLR. Hanno scoperto che i microbi di topi anziani avevano maggiori probabilità di quelli dei topi giovani di attivare il TLR4, che può percepire i componenti lipopolisaccaridici delle pareti cellulari batteriche. Un recettore diverso, TLR5 che rileva un componente batterico diverso chiamato flagellina, non era influenzato in modo diverso tra topi anziani e giovani.

I topi giovani privi di germi trapiantati con i microbi di topi invecchiati avevano anche una segnalazione infiammatoria più elevata e un aumento dei livelli di lipopolisaccaridi nel sangue dopo i trapianti, ha scoperto il team. Questo è "un legame diretto tra i cambiamenti indotti dall'invecchiamento nell'immunogenicità del microbiota e l'infiammazione dell'ospite", hanno scritto i ricercatori.

In altri esperimenti, il team ha trattato i topi con antibiotici ad ampio spettro e ha monitorato i cambiamenti nei microbiomi durante il trattamento e per sette giorni dopo.

"Una delle domande più interessanti per me era quali microbi tornano immediatamente dopo la fine del trattamento con gli antibiotici", ha detto Buford. "E nei topi con microbioma anziano nell'intestino, questi agenti patogeni opportunistici sono stati i più veloci a tornare".

"Sembra che invecchiando il nostro microbioma sia meno resistente alle sfide antibiotiche", ha detto Allen. "Questo è importante perché sappiamo che negli Stati Uniti e in altre società occidentali siamo sempre più esposti a più antibiotici mentre invecchiamo".

Lo studio è un passo importante per capire come i cambiamenti microbici legati all'età nell'intestino possano influire sulla salute e sull'infiammazione a lungo termine, hanno affermato i ricercatori.